Beter Bodem Beheer met Bodem Biologie: 5 keer B(eter)!

Met deze kennis kunnen vervolgens adviezen worden gegeven hoe je het bodemleven op een kosteneffectieve manier kan meten en hoe de praktijk de bodembiologie beter kan gaan benutten. Vanuit dit project wordt de huidige expertise bij elkaar gebracht en worden (nieuwe) bodem biologische indicatoren ontwikkeld om de bodemkwaliteit objectief in kaart te brengen en om de effectiviteit van verschillende management-maatregelen (per grondsoort) te onderzoeken. Uiteindelijk moet dit leiden tot betere en kosten-effectievere methoden om snel inzage te krijgen in de kwaliteit van de bodem en welke maatregelen ingezet kunnen worden om de bodemkwaliteit te verbeteren.

Proefopzet

De biodiversiteit en aantallen bodemdieren zijn gigantisch. Om de keuze voor dit project terug te brengen tot de belangrijkste en praktisch meest toepasbare parameters, is gebruik gemaakt van bestaande expertise zoals bij de Bodem biologische Indicator (Bobi) in het landelijk meetnet bodemkwaliteit, een set van indicatoren die de bodemkwaliteit voor landbouwproductie beschrijft (Elsen, H.G.M. van den, M. Knotters, M. Heinen, P.F.A.M. Römkens, J. Bloem, & G.W. Korthals, 2019, http://edepot.wur.nl/475874) en de “Bodemindicatoren voor Landbouwgronden in Nederland” (BLN, versie 1.0). Met bovenstaande bronnen is een short list voor de praktijk gemaakt:

Potentieel mineraliseerbare stikstof (PMN)

PMN is een maat voor gemakkelijk afbreekbare stikstof, en wordt gemeten na 1 week anaerobe incubatie bij 40°C. PMN vertoont goede correlaties met de totale microbiële biomassa en is betrekkelijk eenvoudig te meten en te begrijpen. De PMN correleert vaak met het organische stofgehalte en totaal N en C, maar laat eerder en grotere verschillen zien, bijvoorbeeld toename bij organische bemesting en bij gereduceerde grondbewerking.

Schimmelbiomassa

Schimmels zijn, samen met bacteriën, de belangrijkste afbrekers van organische stof en vormen de basis van het voedselweb. Schimmeldraden vormen netwerken rond organisch materiaal en gronddeeltjes en dragen zo bij aan een goede kruimelige structuur. Deze microscopisch gemeten schimmelbiomassa is gebaseerd op de totale hoeveelheid schimmeldraden en omvat zowel saprotrofe schimmels (afbrekers), pathogene schimmels en mycorrhiza schimmels die in symbiose leven met plantenwortels.

Bacteriebiomassa

Bacteriën zijn belangrijke afbrekers van organische stof, en vormen de basis van het bodemvoedselweb. De hoeveelheid en activiteit van bacteriën wordt bevorderd door organische bemesting, vooral door drijfmest met een relatief hoge stikstofbeschikbaarheid. De bacteriën worden microscopisch gemeten.

Ergosterol

Ergosterol zit in de celmembraan van saprotrofe schimmels en geeft een maat voor de totale biomassa binnen deze functionele groep. Hoewel dit nog in onderzoek is lijkt deze meting een relatief eenvoudige en goedkope manier die ook een goede correlatie geeft met het ziekte onderdrukkende vermogen van een bodem m.b.t. meerdere schimmelziektes zoals pythium, fusarium en rhizoctonia.

PLFA

Phospholipid Fatty Acids zijn vetzuren die de membraan vormen van alle levende cellen. Verschillende groepen organismen hebben verschillende PLFAs. Een 30-tal PLFAs wordt gebruikt als biomarkers voor de samenstelling van de microbiële gemeenschap (community structure), waarmee effecten van beheer zichtbaar worden gemaakt. Deze methode geeft informatie over relatieve hoeveelheden schimmels, bacteriën en actinomyceten. Bovendien wordt onderscheid gemaakt tussen saprotrofe schimmels en mycorrhiza schimmels, en tussen zogenaamde Gram positieve en Gram negatieve bacteriën die kunnen worden beschouwd als respectievelijk langzame en snelle groeiers.

Bodemademhaling of potentiële C mineralisatie

De afbraak van organische stof tot CO2 wordt ook wel C-mineralisatie genoemd. Het kan worden gemeten als bodemademhaling (CO2-productie). Het is een veel gebruikte maat voor de algemene microbiële activiteit. De activiteit van de bodemmicroflora wordt sterk beïnvloed door omgevingsfactoren. Het is daarom belangrijk dat de CO2-productie wordt bepaald onder gestandaardiseerde omstandigheden, in het lab.

Nematoden of aaltjes

Aaltjes zijn belangrijke grazers van bacteriën, schimmels en plantenwortels, en dragen bij aan de mineralisatie. Daarnaast zijn er ook predatoren (roofaaltjes) die protozoën en andere nematoden belagen. In elke bodem zitten al gauw 40-100 verschillende soorten, met naast de beruchte plant-parasitaire aaltjes ook heel veel niet plant-parasitaire aaltjes. Doordat ze zo talrijk, divers en belangrijk zijn worden ze al lang gebruikt als indicator, en verschillende indices geven een indicatie over de vruchtbaarheid en mate van verstoring in de bodem.

Regenwormen

Regenwormen kunnen in de bodem soms net zulke hoge biomassa’s bereiken als schimmels en bacteriën. Wormen brengen organisch materiaal in de bodem, mengen de grond, bevorderen de microbiële activiteit en verbeteren de bodemstructuur (kruimels) en waterinfiltratie (verticale gangen).

In de herfst van 2019 is bij 16 verschillende akkerbouwbedrijven binnen het Bedrijvennetwerk verspreid over Nederland grond verzameld voor het analyseren van allerlei bodemeigenschappen en aspecten van de bodembiologie.

Resultaat

De grondmonsters zijn naar 7 verschillende laboratoria verstuurd, die elk met hun eigen specialisatie en protocollen aan de slag zijn gegaan om verschillende parameters te bepalen. Deze data zijn na de nodige kwaliteitscontroles afgelopen maanden opgeleverd. Nu zijn we met verschillende collegae onderzoekers alle data aan het verwerken en bezig met de eerste interpretaties. De eerste indruk is dat er grote verschillen zijn tussen de bedrijven, maar soms ook binnen de 2 percelen van 1 bedrijf. Op dit moment worden alle data per bedrijf geanalyseerd en vergeleken met het gemiddelde dat voor alle bedrijven is gevonden (zie figuur 1).

Figuur 1: Schimmelbiomassa (µgC/g droge grond) op perceel 1 en 2 en het gemiddelde van alle bedrijven.

Deze analyses worden nog deze zomer doorgenomen met de agrariërs van elk bedrijf. Op deze wijze kunnen de agrariërs meer informatie opdoen over het bodemleven bij hun eigen 2 percelen en hoe de resultaten zich verhouden tot het landelijk gemiddelde. Later dit jaar worden alle data integraal vergeleken, en wordt ook gezocht naar correlaties met chemische en fysische data en natuurlijk lokale aspecten zoals grondsoort, regio, en natuurlijk het specifieke bedrijfsmanagement.

Hoe gaan we verder?

De gegevens vanuit de bemonsteringen aan het bedrijvennetwerk van najaar 2019 worden aangevuld met oude en nieuwe data (voorjaar 2020) van 3 grote langlopende veldexperimenten (Bodemgezondheid in Vredepeel, Bodemkwaliteit op dalgrond in Valthermond en Bodemkwaliteit op Zand in Vredepeel). Met deze informatie kunnen de eerste referentiewaarden (wat heb ik?) worden berekend. Na 2020 hopen we door te mogen om deze data verder uit te breiden en onderzoek te starten om verschillende managementmaatregelen, zoals toedienen van compost, groenbemesters, bodemverbeteraars etc. toe te passen en deze short-list aan bodem biologische indicatoren te onderzoeken op hun effectiviteit. Met deze aanpak kunnen we agrariërs adviseren hoe ze hun referentiewaarde het beste kunnen verbeteren naar een eigen streefwaarde (wat wil ik, en hoe kom ik daar?).